[發明專利]一種自對準的GaN肖特基二極管及其制造方法

有效

• 申請號: 202010534613.9
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111816696B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 張凱;代鯤鵬;陳韜;牛斌;朱廣潤;陳堂勝
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十五研究所
• 主分類號: H01L29/417
• 分類號: H01L29/417;H01L29/47;H01L29/872;H01L21/28;H01L21/329
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 曹蕓

1.一種自對準的GaN肖特基二極管，該二極管結構自下而上包括襯底(1)、n+GaN層(2)、n-GaN層(3)、T型陽極(4)和空氣橋(8)；所述襯底(1)上方設有隔離槽(7)，所述n+GaN層(2)上方設有陰極(5)，所述n-GaN層(3)與所述陰極(5)之間還設有間隔區(6)，其特征在于所述T型陽極(4)位于所述n-GaN層(3)的正上方，所述n-GaN層(3)與所述T型陽極(4)的直徑相等。

2.根據權利要求1所述的一種自對準的GaN肖特基二極管，其特征在于所述間隔區(6)的寬度為0-200nm。

3.根據權利要求1-2任一項所述的一種自對準的GaN肖特基二極管的制造方法，包括如下步驟：

1)在所述襯底(1)的上方依次生長n+GaN層(2)和n-GaN層(3)；

2)在所述n-GaN層(3)的上方光刻陽極圖形，隨后蒸發或濺射陽極金屬，剝離形成T型陽極(4)；

3)以所述T型陽極(4)為掩模，采用氯基干法刻蝕方式，去除n-GaN層(3)；

4)采用PECVD、ICPCVD或AlD方式生長犧牲介質層，隨后采用各向異性干法刻蝕去除表面的犧牲介質層；

5)在所述n+GaN層(2)的上方光刻掩模，覆蓋部分T型陽極(4)，隨后蒸發陰極金屬，剝離形成陰極(5)；

6)采用各向同性干法刻蝕或濕法腐蝕去除剩余犧牲介質層，形成間隔區(6)；

7)在所述n-GaN層(3)上光刻隔離槽掩模，隨后通過干法刻蝕依次去除n-GaN層(3)和n+GaN層(2)，形成隔離槽(7)；

8)光刻空氣橋掩模，電鍍形成所述空氣橋(8)。

4.根據權利要求3所述的一種自對準的GaN肖特基二極管的制造方法，其特征在于，步驟1)所述襯底為SiC、金剛石、Si、藍寶石或GaN中的任一種，所述n+GaN層(2)的摻雜源為Ge或Si的任一種，摻雜濃度在1E19/cm³到5E20/cm³之間，所述n-GaN層(3)的摻雜源為Ge或Si的任一種，摻雜濃度在1E17/cm³到7E17/cm³之間。

5.根據權利要求3所述的一種自對準的GaN肖特基二極管的制造方法，其特征在于，步驟2)所述的T型陽極(4)的金屬包含Ni/Au、W/Ti/Au、Pt/Au、Ni/Pt/Au中的任一種多層金屬。

6.根據權利要求3所述的一種自對準的GaN肖特基二極管的制造方法，其特征在于，步驟4)所述的犧牲介質層為SiN、SiO₂、Al₂O₃、AlN、HfO₂、La₂O₃中的一種或幾種組合，厚度為0-200nm。

7.根據權利要求3所述的一種自對準的GaN肖特基二極管的制造方法，其特征在于，步驟5)所述的陰極(5)的金屬包含Ti/Au、Ti/Al/Ni/Au、Ti/Pt/Au、Ti/Al、TiN/Al中的任一種多層金屬。